专利名称：编码设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及编码设备。
已经发展了一种技术，在该技术中，产生由象素形成的上层图象，而所述象素具有的信息量比构成原始图象的象素的信息量要小，并且从上层图象产生下层图象，下层图象和原始图象几乎相同。本发明的受让人已经在未审查的日本专利申请Hei-8-206552号和相应的美国专利申请第893202号(1997年7月15日提交)中建议该技术，在此引入作为参考。
在应用中，通过计算预测表达式得到下层图象的象素值，所述预测表达式是由预测分支的象素值和对应于分类代码的预测系统线性组合而成，在所述分支中，上层图象的指定象素放置在中心，指定象素按所述分类代码进行分类。指定象素的分类代码由分类分支的象素值确定，所述分类分支是由指定象素和排列在它附近的象素组成的。
因此，为了产生上层图象(所述上层图象允许待产生的下层图象几乎和原始图象相同)，较理想的是在同时使象素值和分类代码(预测系数)构成得更合适。
然而，为了在同时使象素值和分类代码(预测系统)两者更合适，必须同时改变上层图象中所有象素的象素值。这需要大量的计算。因此，同时使象素值和分类代码(预测系数)更合适，实际上是不可能的。
当在分类代码(预测系数)构成得更合适之后使象素值更合适时，例如，由于通过指定象素和其它象素的象素值确定分类代码，使先构成得较合适的分类代码改变。不可能使象素值或分类代码固定，然后使另一个更合适。
相应地，本发明的目的是产生上层图象(信号)，通过使象素值(取样值)和预测系数更合适并且彼此不影响，所述上层图象允许原始图象(原始信号)再现。
在本发明的一个方面通过提供图象信号转换设备实现上述目的，所述图象信号转换设备用于将原始图象信号转换成比原始图象信号具有较小信息量的输出图象信号，所述设备包括中间图象信号产生装置，用于从原始图象信号产生与输出图象信号具有相同信息量的中间图象信号；中间图象存储装置，用于存储中间图象信号的每个象素的象素值，所述象素值连系到每个分类代码；预测系数存储装置，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新装置，用于根据中间图象信号、连系到在中间图象信号中的指定象素的分类代码、和原始图象信号产生连系到分类代码的更合适的预测系数，以及用于更新存储在预测系数存储装置中的，连系到每个分类代码的预测系数；分类代码更新装置，用于根据中间图象信号、连系到分类代码的预测系数(所述分类代码连系到在中间图象信号中的指定象素的象素值)、和原始图象信号，选择连系到在中间图象信号中的指定象素的更合适的分类代码以及用于更新存储在中间图象存储装置中的，连系到在中间图象信号中的指定象素的象素值的分类代码；以及确定装置，用于当满足预定条件时，确定将中间图象信号作为输出图象信号。
在本发明的另一个方面通过提供图象信号转换设备实现上述目的，所述图象信号转换设备用于将原始图象信号转换成比原始图象信号具有较小信息量的输出图象信号，所述设备包括中间图象信号产生装置，用于从原始图象信号产生与输出图象信号具有相同信息量的中间图象信号；中间图象存储装置，用于存储中间图象信号的每个象素的象素值，所述象素值连系到每个分类代码；预测系数存储装置，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新装置，用于根据中间图象信号、连系到在中间图象信号中的指定象素的分类代码、和原始图象信号产生连系到分类代码的更合适的预测系数，以及用于更新存储在预测系数存储装置中的，连系到每个分类代码的预测系数；象素值更新装置，用于根据连系到分类代码的预测系数(所述分类代码连系到根据在中间图象信号中的焦点象素选择的指定象素)、根据在中间图象信号中的焦点象素选择的至少一个指定象素和原始图象信号，产生在中间图象信号中的焦点象素的更合适的象素值，以及用于更新存储在中间图象存储装置中的焦点象素的象素值；以及确定装置，用于当满足预定条件时，确定将中间图象信号作为输出图象信号。
仍在本发明的另一个方面通过提供图象信号转换方法实现上述目的，所述图象信号转换方法用于将原始图象信号转换成比原始图象信号具有较小信息量的输出图象信号，所述方法包括中间图象信号产生步骤，该步骤从原始图象信号产生与输出图象信号具有相同信息量的中间图象信号；中间图象存储步骤，该步骤存储中间图象信号的每个象素的象素值，所述象素值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，该步骤存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，该步骤根据中间图象信号、连系到在中间图象信号中的指定象素的分类代码、和原始图象信号产生连系到分类代码的更合适的预测系数，以及该步骤更新在预测系数存储步骤中存储的，连系到每个分类代码的预测系数；分类代码更新步骤，该步骤根据中间图象信号、连系到分类代码的预测系数(所述分类代码连系到在中间图象信号中的指定象素的象素值)、和原始图象信号，选择连系到在中间图象信号中的指定象素的更合适的分类代码，以及该步骤更新在中间图象存储步骤中存储的，连系到在中间图象信号中的指定象素的象素值的分类代码；以及确定步骤，当满足预定条件时，该步骤将中间图象信号作为输出图象信号。
在本发明的尚有的一个方面通过提供图象信号转换方法实现上述目的，所述图象信号转换方法用于将原始图象信号转换成比原始图象信号具有较小信息量的输出图象信号，所述方法包括中间图象信号产生步骤，该步骤从原始图象信号产生与输出图象信号具有相同信息量的中间图象信号；中间图象存储步骤，该步骤存储中间图象信号的每个象素的象素值，所述象素值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，该步骤存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，该步骤根据中间图象信号、连系到在中间图象信号中的指定象素的分类代码、和原始图象信号，产生连系到分类代码的更合适的预测系数，以及该步骤更新在预测系数存储步骤中存储的，连系到每个分类代码的预测系数；象素值更新步骤，该步骤根据连系到分类代码的预测系数(所述分类代码连系到根据在中间图象信号中的焦点象素选择的指定象素)、根据在中间图象信号中的焦点象素选择的至少一个指定象素和原始图象信号，产生在中间图象信号中的焦点象素在更合适的象素值；以及该步骤更新在中间图象存储步骤中存储的焦点象素的象素值；以及确定步骤，当满足预定条件时，该步骤将中间图象信号作为输出图象信号。
仍在本发明的尚有的另一个方面通过提供用于存储计算机控制的程序的记录媒体实现上述目的，所述程序用于将原始图象信号转换成比原始图象信号具有较小信息量的输出图象信号，该程序包括中间图象信号产生步骤，该步骤从原始图象信号产生与输出图象信号具有相同信息量的中间图象信号；中间图象存储步骤，该步骤存储中间图象信号的每个象素的象素值，所述象素值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，该步骤存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，该步骤根据中间图象信号、连系到在中间图象信号中的指定象素的分类代码、和原始图象信号，产生连系到分类代码的更合适的预测系数，以及该步骤更新在预测系数存储步骤中存储的，连系到每个分类代码的预测系数；分类代码更新步骤，该步骤根据中间图象信号、连系到分类代码的预测系数(所述分类代码连系到在中间图象信号中的指定象素的象素值)、和原始图象信号，选择连系到在中间图象信号中的指定象素的更合适的分类代码，以及该步骤更新在中间图象存储步骤中存储的，连系到在中间图象信号中的指定象素的象素值的分类代码；以及确定步骤，当满足预定条件时，该步骤确定将中间图象信号作为输出图象信号。
在本发明的另一个方面通过提供用于存储计算机控制的程序的记录媒体实现上述目的，所述程序用于将原始图象信号转换成比原始图象信号具有较小信息量的输出图象信号，该程序包括中间图象信号产生步骤，该步骤从原始图象信号产生与输出图象信号具有相同信息量的中间图象信号；中间图象存储步骤，该步骤存储中间图象信号的每个象素的象素值，所述象素值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，该步骤存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，该步骤根据中间图象信号、连系到在中间图象信号中的指定象素的分类代码、和原始图象信号，产生连系到分类代码的更合适的预测系数，以及该步骤更新在预测系数存储步骤中存储的，连系到每个分类代码的预测系数；象素值更新步骤，该步骤根据连系到分类代码的预测系数(所述分类代码连系到根据在中间图象信号中的焦点象素选择的指定象素)、根据在中间图象信号中的焦点象素选择的至少一个指定象素和原始图象信号，产生在中间图象信号中的焦点象素的更合适的象素值；以及该步骤更新在中间图象存储步骤中存储的焦点象素的象素值；以及确定步骤，当满足预定条件时，该步骤确定将中间图象信号作为输出图象信号。
仍在本发明的另一个方面通过提供信息信号转换设备实现上述目的，所述信息信号转换设备用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，所述设备包括中间信息信号产生装置，用于从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储装置，用于存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储装置，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新装置，用于根据中间信息信号、连系到在中间信息信号中的指定取样的分类代码、和原始信息信号产生连系到分类代码的更合适的预测系数，以及用于更新在预测系数存储装置中存储的，连系到每个分类代码的预测系数；分类代码更新装置，用于根据中间信息信号、连系到分类代码的预测系数(所述分类代码连系到在中间信息信号中的指定取样的取样值)、和原始信息信号，选择连系到在中间信息信号中的指定取样的更合适的分类代码，以及用于更新在中间图象存储装置中存储的，连系到在中间信息信号中的指定取样的取样值的分类代码；以及确定装置，用于当满足预定条件时，确定将中间信息信号作为输出信息信号。
在本发明的还有的一个方面通过提供信息信号转换设备实现上述目的，所述信息信号转换设备用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，所述设备包括中间信息信号产生装置，用于从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储装置，用于存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储装置，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新装置，用于根据中间信息信号、连系到在中间信息信号中的指定取样的分类代码、和原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适的预测系数，以及用于更新在预测系数存储装置中存储的，连系到每个分类代码的预测系数；取样值更新装置，用于根据连系到分类代码的预测系数(所述分类代码连系到根据在中间图象信号中的焦点取样选择的指定取样)、根据在中间图象信号中的焦点取样选择的至少一个指定取样，产生在中间信息信号中的焦点取样的更合适的取样值，以及用于更新在中间信息存储装置中存储的焦点取样的取样值；以及确定装置，用于当满足预定条件时，确定将中间信息信号作为输出信息信号。
仍在本发明的尚有的一个方面通过提供信息信号转换方法置实现上述目的，所述信息信号转换方法用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，所述方法包括中间信息信号产生步骤，该步骤从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储步骤，该步骤存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，该步骤存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，该步骤根据中间信息信号、连系到在中间信息信号中的指定取样的分类代码、和原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适的预测系数，以及用于更新在预测系数存储步骤中存储的，连系到每个分类代码的预测系数；分类代码更新步骤，用于根据中间信息信号、连系到分类代码的预测系数(所述分类代码连系到在中间信息信号中的指定取样的取样值)、和原始图象信号，选择连系到在中间信息信号中的指定取样的更合适的分类代码，以及用于更新在中间信息存储步骤中存储的，连系到在中间信息信号中的指定取样的取样的分类代码；以及确定步骤，当满足预定条件时，该步骤确定将中间信息信号作为输出信息信号。
在本发明的一个不同的方面通过提供信息信号转换方法实现上述目的，所述信息信号转换方法用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，所述方法包括中间信息信号产生步骤，该步骤从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储步骤，该步骤存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，该步骤存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，该步骤根据中间信息信号、连系到在中间信息信号中的指定取样的分类代码、和原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适的预测系数，以及该步骤更新在预测系数存储步骤中存储的，连系到每个分类代码的预测系数；取样值更新步骤，该步骤根据连系到分类代码的预测系数(所述分类代码连系到根据在中间信息信号中的焦点取样选择的指定取样)、根据在中间信息信号中的焦点取样选择的至少一个指定取样和原始信息信号，产生在中间信息信号中的焦点取样的更合适的取样值，以及该步骤更新在中间信息存储步骤中存储的焦点取样的取样值；以及确定步骤，当满足预定条件时，该步骤确定将中间信息信号作为输出信息信号。
仍在本发明的一个不同的方面通过提供用于存储计算机控制的程序的记录媒体实现上述目的，所述程序用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，该程序包括中间信息信号产生步骤，该步骤从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储步骤，该步骤存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，该步骤存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，该步骤根据中间信息信号、连系到在中间信息信号中的指定取样的分类代码、和原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适的预测系数，以及该步骤更新在预测系数存储步骤中存储的，连系到每个分类代码的预测系数；分类代码更新步骤，该步骤根据中间信息信号、连系到分类代码的预测系数(所述分类代码连系到在中间信息信号中的指定取样的取样值)、和原始信息信号，选择连系到在中间信息信号中的指定取样的更合适的分类代码，以及该步骤更新在中间信息存储步骤中存储的，连系到在中间信息信号中的指定取样的取样值的分类代码；以及确定步骤，当满足预定条件时，该步骤确定将中间信息信号作为输出信息信号。
在本发明尚有的一个不同的方面通过提供用于存储计算机控制的程序的记录媒体实现上述目的，所述程序用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，该程序包括中间信息信号产生步骤，该步骤从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储步骤，该步骤存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，该步骤存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，该步骤根据中间信息信号、连系到在中间信息信号中的指定取样的分类代码、和原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适的预测系数，以及该步骤更新在预测系数存储步骤中存储的，连系到每个分类代码的预测系数；取样值更新步骤，该步骤根据连系到分类代码的预测系数(所述分类代码连系到根据在中间信息信号中的焦点取样选择的指定取样)、根据在中间信息信号中的焦点取样选择的至少一个指定取样和原始信息信号，产生在中间信息信号中的焦点取样的更合适的取样值；以及该步骤更新在中间信息存储步骤中存储的焦点取样的取样值；以及确定步骤，当满足预定条件时，该步骤确定将中间信息信号作为输出信息信号。
仍在本发明尚有的一个不同的方面通过提供用于运载计算机控制的程序的信号实现上述目的，所述程序用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，该程序包括中间信息信号产生步骤，该步骤从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储步骤，该步骤存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，该步骤存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，该步骤根据中间信息信号、连系到在中间信息信号中的指定取样的分类代码、和原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适的预测系数，以及该步骤更新在预测系数存储步骤中存储的，连系到每个分类代码的预测系数；分类代码更新步骤，该步骤根据中间信息信号、连系到分类代码的预测系数(所述分类代码连系到在中间信息信号中的指定取样的取样值)、和原始信息信号，选择连系到在中间信息信号中的指定取样的更合适的分类代码，以及该步骤更新在中间信息存储步骤中存储的，连系到在中间信息信号中的指定取样的取样值的分类代码；以及确定步骤，当满足预定条件时，该步骤确定将中间信息信号作为输出信息信号。
在本发明还有的一个不同的方面通过提供用于运载计算机控制的程序的信号实现上述目的，所述程序用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，该程序包括中间信息信号产生步骤，该步骤从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储步骤，该步骤存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，该步骤存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，该步骤根据中间信息信号、连系到在中间信息信号中的指定取样的分类代码、和原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适的预测系数，以及该步骤更新在预测系数存储步骤中存储的，连系到每个分类代码的预测系数；取样值更新步骤，该步骤根据连系到分类代码的预测系数(所述分类代码连系到根据在中间信息信号中的焦点取样选择的指定取样)、根据在中间信息信号中的焦点取样选择的至少一个指定取样和原始信息信号，产生在中间信息信号中的焦点取样的更合适的取样值；以及该步骤更新在中间信息存储步骤中存储的焦点取样的取样值；以及确定步骤，当满足预定条件时，该步骤确定将中间信息信号作为输出信息信号。
图1是根据本发明的编码器的第1示例结构的方框图。
图2是图1所示的编码器的工作流程图。
图3是图1所示的预处理电路2的工作流程图。
图4是在图3所示的步骤S11中执行的详细处理的流程图。
图5是表示象素布局的示图。
图6是表示象素数据的示图。
图7是在图3所示的步骤S12中执行的详细处理的流程图。
图8是图1所示的象素值更新电路6的第1示例结构的方框图。
图9是图8所示的更合适的象素值确定电路22的示例结构的方框图。
图10是图8所示的象素值更新电路6的工作流程图。
图11A到11C是表示象素布局的示图。
图12是图1所示的预测系数更新电路7的示例结构的方框图。
图13是图12所示的预测系数更新电路7的工作流程图。
图14是图1所示的分类代码选择电路8的示例结构的方框图。
图15是图14所示的分类代码选择电路8的工作流程图。
图16是图1所示的局部解码电路9的示例结构的方框图。
图17是图6所示的局部解码电路9的工作流程图。
图18是相应于图1所示编码器1的解码器81的示例结构的方框图。
图19是图18所示的解码器81的工作流程图。
图20是图1所示的编码器1的另一个工作流程图。
图21是表示仿真结果的示图。
图22是图1所示的象素值更新电路6的第2示例结构的方框图。
图23是图22所示的更合适区域构成电路91的示例结构的方框图。
图24是图22所示的象素值更新电路6的工作流程图。
图25A到25C是用于说明有影响误差函数矩阵的示图。
图26是根据本发明的编码器1的第2结构示例的方框图。
图27是图26所示的预测系数扩展电路112的示例结构的方框图。
图28是表示扩展分类代码的示图。
图29是图27所示的预测系数扩展电路112的工作流程图。
图30是相应于图26所示编码器1的解码器131的示例结构的方框图。
图31是图30所示的解码器131的工作流程图。
图32是表示仿真结果的示图。
图33是信息处理设备501的示例结构的方框图。
下面将参考图1说明根据本发明的编码器。假定输入到编码器1的原始图象对于每个象素有8位的象素值，由编码器1产生的上层图象对于每个象素也有8位的信息值(象素数据)。
指定象素(aimed-at pixel)是指用于识别一个位置但不改变它的象素值而规定的一个象素。焦点象素(focus pixel)是指用于识别一个位置且更新它的值而规定的一个象素。
如图1所示，在编码器1中，将原始图象送到预处理电路2、象素值更新电路6、预测系数更新电路7、分类代码选择电路8和会聚确定电路10。预处理电路2通过使用接收到的原始图象产生初始上层图象，并把它存储在上层图象存储器3中。预处理电路2还产生初始预测系数表，并把它存储在预测系数存储器4中。
上层图象存储器3把所存储的上层图象输出到选择器5。上层图象存储器3还通过使用从象素值更新电路6输入的象素值(有4位)，更新所存储的上层图象在最高有效位(MSB)一边的高4位，并通过使用从分类代码选择电路8输入的分类代码(有4位)，更新所存储的上层图象在最低有效位(LSB)一边的低4位。
预测系数存储器4把所存储的预测系数表送到象素值更新电路6、分类代码选择电路8、局部解码电路9和会聚确定电路10。预测系数存储器4通过使用从预测系数更新电路7输入的预测系数设置，对所存储的预测系数表进行更新。
根据从更新计数计数器11输入的控制信号，选择器5将从上层图象存储器3输入的上层图象输出到局部解码电路9、会聚确定电路10、象素值更新电路6、预测系数更新电路7和分类代码选择电路8中的任何一个。
象素值更新电路6使用原始图象和预测系数设置，更新从选择器5输入的上层图象的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)，并将它们输出到上层图象存储器3。预测系数更新电路7使用原始图象和从选择器5输入的上层图象，产生预测系数设置，并把它输出到预测系数存储器4。
对于从选择器5输入的上层图象的每个象素，分类代码选择电路8在存储在预测系数存储器4中的预测系数表中选择合适的预测系数设置，并将相应于预测系数设置的分类代码输出到上层图象存储器3。
局部解码电路9使用从选择器5输入的上层图象和存储在预测系数存储器5中的预测系数设置，产生下层图象，并把它输出到会聚确定电路10。
会聚确定电路10计算从局部解码电路9输入的下层图象对于原始图象的信/噪(s/n)比，得到s/n比和上次计算值之间的增加，当判定s/n比的增加会聚时，输出从选择器5输入的上层图象和从预测系数存储器4输入的预测系数表。当会聚确定电路10接收到来自更新计数计数器11的控制信号时，它也输出从选择器5输入的上层图象和从预测系数存储器4输入的预测系数表。
在本实施例中，会聚确定电路10根据s/n比的增加判断是否会聚。不用s/n比，还可以根据s/n比的增加速率或根据误差来作出判断。
当会聚确定电路10、象素值更新电路6、预测系数更新电路7或分类代码选择电路8完成处理时，更新计数计数器11将控制信号输出到选择器5并对控制信号输出的次数进行计数。当计数达到预定值时，更新计数计数器11将控制信号输出到会聚确定电路10。
下面将参考图2所示的流程图说明编码器1的工作。例如，当原始图象输入编码器1时，编码开始。在步骤S1，预处理电路2使用输入的原始图象进行完成预处理。
如图3所示，步骤S11和S12组成预处理。下面将参考图4所示的流程图说明要在步骤S11中完成的产生初始上层图象的处理。在步骤S21中，预处理电路2将输入原始图象分割成块，每一块具有预定的大小(例如，如图5所示的3×3象素)。
在步骤S22中，预处理电路2计算在步骤S21中产生的在每个块中包含的多个(在本例中为9)象素的象素值的平均，并将在平均(有8位)的MSB一边的高4位记录在上层图象数据(有8位)的MSB一边的高4位，作为相应于在初始上层图象中的每个块的象素的象素值，如图6所示。
在诸如预测系数更新电路7、分类代码选择电路8和局部解码电路9等使用记录在上层图象数据的MSB一边的4位数据作为象素值的所有的电路中，将4位值变换到8位值。如果在MSB一边的4位值正好乘以16，则整个图象的亮度降低。为了防止这种情况发生，在由4位值乘以16得到的值上加以偏移值(例如，7或8)，并将其结果作为象素值。
作为确定初始上层图象的象素值的一种方法，不但可用上述的平均方法，而且也可用一个方法，在该方法中，直接使原始图象变弱或可以使用诸如高斯滤波器等低通滤波器。
回到图3，在步骤S11中完成上述的处理之后，在步骤S12中执行产生初始预测系数的处理。将在下面参考图7所示的流程图说明该处理。在步骤S31中，预处理电路2选择在初始上层图象中的一个象素，在图3的步骤11中(尚未确定相应的分类代码)仅对其确定了象素值(在每个象素数据(有8位)的MSB一边的4位)，作为指定的象素。
在步骤S32中，根据指定的象素，预处理电路2录取分类分支(例如，总共5个象素，指定象素和上下、左右与它相邻的象素)的象素值(每个有4位)。
在步骤S33中，预处理电路2对5个象素值(在MSB一边的高4位)中的每一个都施加1位自适应动态范围编码(ADRC)处理，将其转换成1位，并通过，例如，将5个1位值安排成相应于象素的位置的次序，得到5位分类代码。预处理电路2还将指定象素的象素数据(有8位)在LSB一边的低4位设置到任何值(例如，在5位分类代码的MSB一边的高4位)，如图6所示。例如，在美国专利5,912,708号(在此引入作为参考)中说明上述的1位ADRC处理。
在步骤S34中，预处理电路2录取具有预定大小(例如，5×5个象素)的预测分支的象素值，它们的中心放置在指定象素上。在步骤S35中，预处理电路2产生由已知原始图象和预测分支的象素值形成的正常等式以及未知的预测系数设置。
在步骤S36中，预处理电路2确定在初始上层图象中的所有象素是否都已经设置到指定象素。重复从步骤S31到步骤S36的处理直到确定所有的象素已经设置到指定象素。当在步骤S36中确定所有的象素已经设置到指定象素时，过程进行到步骤S37。
在步骤S37中，预处理电路2产生与在步骤S35中对每个5位分类所产生的相同的正常等式，对等式应用最小平方法来求解，并得到相应于32(5位)个分类代码中的每一个的预测系数设置。在步骤S38中，预处理电路2产生表示与步骤S33中每个分类代码有关的指定象素数目的直方图。
在步骤S39中，预处理电路2参考在步骤S38中产生的直方图，使相应于16分类代码(具有指定象素的较大的数目)的预测系数设置与新的4位分类代码(0000到1111)以所要求的方法相关。
在步骤S40中，预处理电路2将相关于4位(16类)分类代码的预测系数设置输出到预测系数存储器4。预处理电路2还将具有象素数据的初始上层图象输出到上层图象存储器3，所述象素数据是由分配在MSB一边的高4位的象素值和分配在LSB一边的低4位的分类代码组成的。
作为产生初始预测系数设置的一种方法，可以使随机数与4位分类代码(0000到1111)相关。分类代码可以是随机数。预测系数设置可以是随机数。另一方面，分类代码和预测系数设置两者可以是随机数。
回到图2，在完成如上所述的在步骤S1中的预处理之后，对于输入上层图象的每个象素，分类代码选择电路8从存储在预测系数存储器4中的16类预测系数设置中选择合适的预测系数设置。将在以后参考图14和图15说明分类代码选择电路8的工作和示例结构。
在步骤S3中，执行局部解码。根据从更新计数计数器11送到选择器5的控制信号，将从上层图象存储器3送到选择器5的上层图象送到局部解码电路9。局部解码电路9使用来自选择器5的上层图象(在本情况中，初始上层图象)和来自预测系数存储器4的预测系数表(在本情况中初始预测系数表)，产生下层图象，并将图象输出到会聚确定电路10。如图5所示，在下层图象中产生3×3的象素(象素“a”到“i”)，分配在下层图象中的象素“i”所处的位置相应于在上层图象中的一个指定象素的位置。将在以后参考图16和图17说明局部解码电路9的工作和结构。
在步骤S4中，会聚确定电路10计算从局部解码电路8输入的下层图象对原始图象的s/n比，得到s/n比和以前计算的s/n比之间的增加，并确定s/n比增加是否会聚。当会聚确定电路10确定s/n比增加会聚时，或当它接收到来自更新计数计数器11的控制信号时，过程就进行到步骤S7。当会聚确定电路10确定s/n比增加尚未会聚并且它尚未接收到来自更新计数计数器的控制信号时，过程进行到步骤S5。
在该情况下，由于将会聚确定处理施加到经第1次解码的下层图象上，既没有得到s/n比增加又没有接收到来自更新计数计数器11的控制信号。因此，过程进行到步骤S5。
当会聚确定电路10已经完成确定处理时，更新计数计数器11将控制信号送到选择器5。
在步骤S5中，根据从更新计数计数器11送出的控制信号，将从上层图象存储器3到选择器5的上层图象输入送到象素值更新电路6。象素值更新电路6更新输入上层图象的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)。
在说明象素值更新处理之前，将通过参考8和图9说明象素值更新电路6的示例结构。在象素值更新电路6中，将来自选择器5的上层图象输入存储在上层图象存储器21中。上层图象存储器21把所存储的上层图象送到更合适象素值确定电路22。通过使用在更合适象素值确定电路22中在当前状态下构成得更合适的象素值(每个有4位)，上层图象存储器21更新所存储的上层图象的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)。将上层图象(已经把在其中的所有象素的象素值构成得更合适)通过开关24输出到上层图象存储器3。
更合适象素值确定电路22还接收原始图象和来自预测系数存储器4的预测系数表。更合适象素值确定电路22使由焦点象素确定电路23指定的焦点象素的象素值构成得更合适并将它输出到上层图象存储器21。焦点象素确定电路23顺序地把在上层图象中的象素指派到焦点象素，并将焦点位置信息输出到更合适象素值确定电路22。在已经把在上层图象中的所有象素指派给焦点象素之后，焦点象素确定电路23还输出控制信号以接通开关24。
图9示出更合适象素值确定电路22的详细的示例结构。更合适象素值确定电路22使焦点象素的象素值构成得更合适，而同时正在固定不是焦点象素的象素的象素值。
指定象素确定电路31指定一个区域(在预测分支的中心区的一组象素，此后称之为有影响区域)，由于焦点象素确定电路23确定的焦点象素的象素值的变化，在该区域中引起解码的效果，顺序地指派排列在上层图象的有影响区域中的象素，并将相应的位置信息输出到分类代码读出电路32和预测分支录取电路33。当已经把在有影响区域中的所有象素指派给指定象素时，指定象素确定电路31输出控制信号以接通开关36。
分类代码读出电路32读出指定象素的分类代码(在象素数据的LSB一边的低4位)并将它输出到误差函数产生电路34。预测分支录取电路33录取来自上层图象的预测分支的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)并将它们输出到误差函数产生电路34，所述预测分支是由5×5的象素组成的，其中指定象素排列在中心。
误差函数产生电路34产生相应于每个指定象素的误差函数(将在以后详述)，并将它输出到有影响误差函数寄存器35。有影响误差函数寄存器35将相应于所有指定象素的误差函数加在有影响区域中以产生有影响误差函数，并通过开关36将其输出到焦点象素值计算电路37。
焦点象素值计算电路37对通过开关36输入的有影响误差函数求解并得到焦点象素的新的象素值(将在以后说明)。
下面将参考图10所示的流程图说明象素值更新电路6的第1示例结构的工作。当在象素值更新电路6中的上层图象存储器21存储来自选择器5的上层图象输入时，开始象素值更新处理。
在步骤S51中，如图11A所示，焦点象素确定电路23确定在上层图象中的焦点象素并将焦点象素的位置信息输出到更合适象素值确定电路22。在步骤S52中，在更合适象素值确定电路22中的指定象素确定电路31确定一个区域(有影响区域)，当改变焦点象素的象素值时，该区域受到影响。当预测分支具有5×5的象素时，例如如图11B所示，将一个焦点象素排列在中心且具有5×5的象素的区域设置到有影响区域。如图11C所示，在从上层图象产生的下层图象中，一个具有15×15的象素的区域作为有影响区域。
在步骤S53中，指定象素确定电路31在有影响区域中设置一个象素为指定象素，并将象素的位置信息输出到分类代码读出电路32和预测分支录取电路33。
在步骤S54中，分类代码读出电路32读出指定象素的分类代码(在象素数据的LSB一边的低4位)，并将其输出到误差函数产生电路34。预测分支录取电路33录取有焦点象素位于中心的5×5象素预测分支，并将它们输出到误差函数产生电路34。预测分支包括指定象素。
在步骤S55中，误差函数产生电路34产生对指定象素的误差函数，并将其输出到有影响误差函数寄存器35。
下面将说明误差函数。可以将相应于上层图象的指定象素的3×3，9个象素的象素值(预测值)y′i(i＝1，2，…，和9，i和图15中用于象素“i”的“i”不同)表示为预测系数“w”和上层图象的象素值“x”的线性组合，如下面表达式(1)所示。可以用高阶表达式来代替线性组合。y′i=wi1·x1+wi2·x2+···+wik·xk+···+wi25·x25=Σj=125wij·xj---(1)]]>在该表达式中，wi1到wi25表示相应于指定象素的分类代码的预测系数，x1到x25表示包含在预测分支中的象素的象素值，在所述预测分支中，指定象素在它的中心。在这些中间，象素值xk和预测系数wik表示焦点象素的象素值和相应的预测系数。
可以将在相应于指定象素的下层图象中的9个象素的平方误差的总和Ek以下列表达式(2)来表示，其中，yi表示相应于下层图象的象素值(预测值)y′i的原始图象的象素值(真值)。Ek=Σi=19(yi-y′i)2=Σi=19((yi-Σj=125(j=k)wij·xi)-wik·xk)2---(2)]]>
在表达式(2)中，将焦点象素的象素值xk设置到更合适值，即，是一个变量，而真值yi、预测系数wij和wik、以及象素值xj是常数。因此，可以由下列表达式(3)作为焦点象素的象素值的二阶表达式来表示表达式(2)。
Ek＝ak(xk)2+bkxk+ck(3)其中，ak=Σi=19wik2]]>bk=-Σi=192·wik·(yi-Σj=125(j=k)wij·xi)]]>ck=Σi=19(yi-Σj=125(j=k)wji·xi)2]]>下文中，将Ek称为误差函数。
回到图10，在步骤S56中，指定象素确定电路31确定在有影响区域中的所有象素是否都已经设置到指定象素。当确定在有影响区域中的尚未将所有象素设置到指定象素时，过程返回到步骤S53，并重复接着的处理。
当在步骤S56中确定在有影响区域中的所有象素都已经设置到指定象素，过程就进行到步骤S57。在步骤S57中，指定象素确定电路31输出控制信号以接通开关36。有影响误差函数寄存器35顺序地加对于指定象素(在有影响区域中对它设置每个象素)得到的误差函数(表达式(3))，以产生有影响误差函数Echeck，并通过开关36将它输出到焦点象素值计算电路37。Echeck=Σk=125Ek]]>由于有影响误差函数Echeck是误差函数Ek的总和，它的每一个都是焦点象素的象素值的二阶表达式，可以由下列表达式(4)将有影响误差函数作为焦点象素的象素值xk的二阶表达式。
Echeck＝a′(xk)2+b′xk+c′ (4)其中，a′=Σk=125ak]]>b′=Σk=125bk]]>c′=Σk=125ck]]>在步骤S58中，焦点象素值计算电路37计算象素值xk＝-b′/2a′，它使二阶有影响误差函数Echeck最小，作为焦点象素的更合适象素值，并把它输出到上层图象存储器21。上层图象存储器21使用输入的更合适象素值以更新所存储的焦点象素的象素值。换言之，以输入的更合适象素值代替已经存储到目前为止的的焦点象素的象素值。
在步骤S59中，焦点象素确定电路23确定在上层图象中的所有象素是否已经设置到焦点象素。当确定尚未将所有象素设置到焦点象素时，过程返回步骤S51，并重复接着的处理。
当在步骤S59中确定在上层图象中的所有象素已经设置到焦点象素时，焦点象素确定电路23输出控制信号以接通开关24。当接通开关24时，将存储在上层图象存储器21中的上层图象(已经使在其中的象素值构成得更合适)输出到位于后面一级的上层图象存储器3。当已经结束在象素值更新电路6中的处理时，更新计数计数器11将控制信号输出到选择器5。
回到图2，如上所述，当在步骤S5中完成象素值更新处理时，在步骤S6中，响应于来自更新计数计数器11的控制信号，将从上层图象存储器3输入到选择器5的上层图象送到预测系数更新电路7。预测系数更新电路7使用输入的上层图象和输入的原始图象来更新待存储在预测系数存储器4中的预测系数表。
在说明预测系数更新处理之前，下面将参考图12说明预测系数更新电路7的详细的示例结构。在预测系数更新电路7中，将来自选择器5的上层图象输入送到预测分支录取电路42和分类代码读出电路43。指定象素确定电路41顺序地将在上层图象中的象素设置到指定象素，并将相应的位置信息输出到预测分支录取电路42和分类代码读出电路43。
预测分支录取电路42录取5×5预测分支(具有在中心的指定象素)的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)，并将它们输出到正常等式产生电路45。分类代码读出电路43读出指定象素的分类代码(在象素数据的LSB一边的低4位)，并将它输出到正常等式产生电路45。
主数据录取电路44录取来自原始图象的主数据(相应于在下层图象中的象素值的真数据)，并将它输出到正常等式产生电路45。对于每个指定象素的分类代码，正常等式产生电路45产生正常等式，并将它输出到预测系数计算电路46，所述正常等式由已知的主数据和预测分支的象素值，以及作为变量的预测系数组成。
预测系数计算电路46对输入的正常等式应用最小平方法，以得到相应于16类分类代码的每一个的预测系数设置，并输出到预测系数存储器4。
在这情况下，由于在原始图象中的9个象素相应于在上层图象中的每个指定象素，原始图象对于用于每个分类代码的每个指定象素有9类位置关系。因此，对于每个位置关系需要预测系数设置而且可以得到9种(9个模式)预测系数设置。
接着将参考图13说明预测系数更新电路7的工作。当从选择器5到预测系数更新电路7输入上层图象时，开始预测系数更新处理。
在步骤S61中，指定象素确定电路41将在上层图象中的一个象素设置到指定象素，并将指定象素的位置信息输出到预测分支录取电路42和分类代码读出电路43。
在步骤S62中，分类代码读出电路43读出指定象素的分类代码(在象素数据的LSB一边的低4位)，并将它输出到正常等式产生电路45，在步骤S63中，预测分支录取电路42录取5×5预测分支(具有在中心的指定象素)的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)，并将它们输出到正常等式产生电路45。
在步骤S64中，对于每个指定象素的分类代码，正常等式产生电路45产生正常等式，并将它输出到预测系数计算电路46，所述正常等式由是已知的主数据和预测分支的象素值组成的。
在步骤S65中，指定象素确定电路41确定在上层图象中的所有象素是否都已经设置到指定象素。当确定尚未把所有象素设置到指定象素时，过程返回到步骤S61并重复接着的处理。当在步骤S65中确定已经把所有象素设置到指定象素时，过程进行到步骤S66。
在步骤S66中，预测系数计算电路46对由正常等式产生电路45产生的正常等式应用最小平方法，以得到相应于每个16类分类代码读出电路预测系数设置。在步骤S67中，预测系数计算电路46将得到的预测系数设置(预测系数表)输出到预测系数存储器4。当预测系数更新电路7的处理已经结束时，更新计数计数器11将控制信号输出到选择器5。
回到图2，当在步骤S6中已经执行预测系数更新处理时，过程返回到步骤S2。在步骤S2中，响应于来自更新计数计数器11的控制信号，将从上层图象存储器3到选择器5的上层图象输入送到分类代码选择电路8。分类代码选择电路8选择预测系数设置(相应于存储在预测系数存储器4中的16类预测系数设置中的输入上层图象中的每个象素)。
在说明分类代码选择处理之前，下面将参考图14说明分类代码选择电路8的详细的示例结构。指定象素确定电路51顺序地把在上层图象中的象素设置到指定象素，并将相应的信息输出到预测分支录取电路52。预测分支录取电路52从来自选择器5的上层图象输入录取包含在5×5象素预测分支(具有在中心的指定象素)中的象素的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)，并将它们输出到映象电路53。
映象电路53读出相应于从分类代码计数器58输入的分类代码的预测系数设置，计算所读出的预测系数设置和在预测分支中的每个象素的象素值的线性组合，并将计算结果作为在下层图象中的象素值(预测值)输出到误差计算电路54。
误差计算电路54计算从映象电路53输入的预测值对于相应于原始图象的象素值(真值)的误差(s/n)比，并将它输出到比较器55和开关57。比较器55对从误差计算电路54输入的误差和从最小误差寄存器56输入的误差进行比较，当来自误差计算电路54的误差输入较小时(s/n比较高)，输出控制信号以接通开关57和开关59。在比较误差之后，不管比较结果如何，比较器55输出控制信号以增加分类代码计数器58的计数。
最小误差寄存器56将所存储的误差值送到比较器55。最小误差寄存器56还通过使用由开关57输入的值更新所存储的值。换言之，用一个输入值代替已经存储到目前为止的值。
分类代码计数器58是4位计数器，它将计数作为分类代码(0000到1111)输出到映象电路53和开关59。响应于来自比较器55的控制信号，计数(分类代码)增加1。当计数到达1111时，分类代码计数器58输出控制信号以接通开关61和使计数复位到0000。
更合适分类代码寄存器60用通过开关59输入的分类代码代替已经存储到目前为止的分类代码。因此，更合适分类代码寄存器60保存相应于产生最小误差的预测系数设置的更合适分类代码。更合适分类代码寄存器60通过开关61将指定象素的更合适分类代码输出到在后面级中的上层图象存储器3。
下面将参考图15所示的流程图说明分类代码选择电路8的工作。当从选择器5将上层图象输入到分类代码选择电路8时，开始分类代码选择处理。
在步骤S71中，指定象素确定电路51将在上层图象中的一个象素设置到指定象素，并将指定象素的信息输出到预测分支录取电路52。在步骤S72中，预测分支录取电路52从来自选择器5的上层图象输入录取包含在5×5象素预测分支(具有在中心的指定象素)中的象素的象素值，并将它们输出到映象电路53。
在步骤S73中，分类代码计数器58将计数0000作为分类代码输出到映象电路53。在步骤S74中，映象电路53从预测系数存储器4读出相应于从分类代码计数器58输入的分类代码的预测系数设置，计算所读出的预测系数设置中的每个预测系数和在预测分支中的每个象素的象素值的线性组合，并将计算结果作为在下层图象中的象素值(预测值)输出到误差计算电路54。
在步骤S75中，误差计算电路54计算从映象电路53输入的预测值对于相应于原始图象的象素值(真值)的误差(s/n比)，并将结果输出到比较器55和开关57。比较器55对从误差计算电路54输入的误差和从最小误差寄存器56输入的误差进行比较，当来自误差计算电路54的误差输入较小时(s/n比较高)，输出控制信号以接通开关57和59。用该操作，将分类代码计数器58的当前计数通过开关59送到更合适分类代码寄存器60并存储。还将误差计算电路54的当前输出送到最小误差寄存器56并存储。比较器55还将控制信号输出到分类代码计数器58。
在步骤S76中，分类代码计数器58确定计数(分类代码)是否小于1111。当计数小于1111时，使计数加1，并在步骤S77中将计数作为分类代码输出到映象电路53和开关59。
重复进行从步骤S74到步骤S77的处理，直到在步骤S76中确定计数不小于1111。当在步骤S76中确定计数不小于1111时(实际上，计数是1111)，过程进行到步骤S78。
在步骤S78中，分类代码计数器58输出控制信号以接通开关61和使计数复位到0000。响应于该控制信号，接通开关，并将由更合适分类代码寄存器60保存的指定象素的更合适分类代码输出到在后面级中的上层图象存储器3。上层图象存储器3使用输入的更合适分类代码更新相应的象素的象素数据的LSB一边的低4位。
在步骤S79中，指定象素确定电路51确定是否已经将在上层图象中的所有象素设置到指定象素。重复进行从步骤S71到步骤S79的处理，直到确定已经将所有象素设置到指定象素。当在步骤S79中确定已经将所有象素设置到指定象素，过程返回到图2中的步骤S3。
在说明步骤S3中的解码之前，下面将参考图16说明局部解码电路9的详细的示例结构。指定象素确定电路71顺序地将在上层图象中的象素设置到指定象素，并将相应的信息输出到分类代码读出电路72和预测分支录取电路73。分类代码读出电路72从来自选择器5的上层图象输入读出指定象素的分类代码(在象素数据的LSB一边的低4位)，并将它输出到映象电路74。预测分支录取电路73从来自选择器5的上层图象输入录取包含在5×5象素预测分支(具有在中心的指定象素)中的象素的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)，并将它们输出到映象电路74。
映象电路74读出相应于从分类代码读出电路72输入的分类代码的预测系数设置，计算所读出的预测系数设置的每个预测系数和包含在预测分支中的每个象素的象素值的线性组合，并将计算结果作为在下层图象中的象素值输出到下层图象存储器75。
下层图象存储器75存储来自映象电路74的下层图象的象素值，并将所存储的一帧的象素值输出到在后面级的会聚确定电路10。
下面将参考图17所示的流程图说明局部解码电路9待完成的解码处理。当将上层图象从选择器5输入到局部解码电路9时，开始解码处理。
在步骤S81中，指定象素确定电路71将在上层图象中的一个象素设置到指定象素，并将指定象素的信息输出到分类代码读出电路72和预测分支录取电路73。在步骤S82中，分类代码读出电路72从来自选择器5的上层图象输入读出指定象素的分类代码(在象素数据的LSB一边的低4位)，并将它输出到映象电路74。在步骤S83中，预测分支录取电路73从来自选择器5的上层图象输入录取包含在5×5象素预测分支(具有在中心的指定象素)中的象素的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)，并将它们输出到映象电路74。
在步骤S84中，映象电路74从预测系数存储器4读出相应于从分类代码读出电路72输入的分类代码的预测系数设置，计算所读出的预测系数设置的每个预测系数和在从预测分支录取电路73输出的预测分支中的每个象素的象素值的线性组合，并将计算结果作为在下层图象中的象素值输出到下层图象存储器75。
在步骤S85中，指定象素确定电路71确定在上层图象中的所有象素是否都已经设置到指定象素。当确定尚未把所有象素设置到指定象素时，过程返回到步骤S81并重复接着的处理。当在步骤S85中确定已经把所有象素设置到指定象素时，下层图象的象素值以帧为单位从下层图象存储器75输出到在后面级的会聚确定电路10。
回到图2，再在步骤S4中，会聚确定电路10计算从局部解码电路9输入的下层图象对原始图象的s/n比，得到s/n比和以前计算的s/n比之间的增加，并确定s/n比增加是否会聚。重复从步骤S2到步骤S6的处理，直到会聚确定电路10确定s/n比增加会聚时，或直到它接收到来自更新计数计数器11的控制信号时。
在步骤S4中，当确定s/n比增加会聚时，或当它接收到来自更新计数计数器11的控制信号时，过程进行到步骤S7。在步骤S7中，会聚确定电路10通过未示出的媒体将上层图象和预测系数表输出到解码器81(示于图18)。
如上所述，编码器1使用在上层图象中的象素数据(有8位)的MSB一边的高4位作为象素值和在象素数据的LSB一边的低4位作为分类代码，链接它们，并分别使它们更新。用该操作，使象素值或分类代码都构成得更合适，而并不改变其它的系数。因此，可以分别地使两个系数更合适。
在根据本实施例的编码器中，将上层图象的象素数据分成在MSB一边的高4位和在LSB一边的低4位，把它们作为象素值和分类代码。本发明不局限于这种情况。可以将本发明应用在一种情况，其中将在上层图象中的所有8位象素数据作为象素值，将相应的分类代码连系到象素值并存储在不同的地方。
在图2所示的编码中，最初完成步骤S2，即，可以忽略紧接在如图1所示的预处理之后完成的分类代码选择处理。在这种情况下，在本发明的受让人所建议的编码器中(在未审查的日本专利申请Hei-8-206552号中)，最初在步骤S4中完成的会聚确定的结果，即上层图象(对其仅施加了步骤S1的预处理)对于原始图象的s/n比，变得优于初始上层图象对于原始图象的s/n比。
略去示于图2的步骤S5中的象素值更新处理，则可以从图1所示的编码器1中除去象素值更新电路6。换言之，即使当不更新在上层图象中的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)，而仅执行预测系数更新处理和分类代码选择处理时，所产生的上层图象也可以比建议编码器之前所产生的上层图象更好。
图18示出一个解码器的示例结构，用于从由编码器1所产生的上层图象再现原始图象(用于产生下层图象)。在该解码器81中，把从编码器输出的上层图象送到分类代码读出电路83和预测分支录取电路84。将预测系数表送到映象电路85。
指定象素确定电路82顺序地将在上层图象中的象素设置到指定象素，并将相应的位置信息输出到分类代码读出电路83和预测分支录取电路84。分类代码读出电路83读出来自上层图象的指定象素的分类代码(在象素数据的LSB一边的低4位)，并将它输出到映象电路85。预测分支录取电路84从上层图象录取包含在5×5象素预测分支(具有在中心的指定象素)中的象素的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)，并将它们输出到映象电路85。
映象电路85读出相应于从分类代码读出电路83输入的分类代码的预测系数设置，计算所读出的预测系数设置的每个预测系数和包含在预测分支(来自预测分支录取电路84)中的每个象素的象素值的线性组合，并将计算结果作为在下层图象中的象素值输出到下层图象存储器86。
下层图象存储器86存储来自映象电路85的下层图象的象素值，并将所存储的象素值输出到，例如，未示出的监视器。
下面将参考图19所示的流程图说明解码器8的工作。在将预测系数表从编码器1送到映象电路85之后，应用该解码处理顺序地输入上层图象。
当进行解码处理时的时序不局限于本时序。在接收到预测系数表和上层图象之后，可以用任何的时序来完成解码处理。不必定用相同的方法来接收预测系数表和上层图象，例如，用相同的传输线和相同的记录媒体。可以用不同的方法来接收它们。
在步骤S91中，指定象素确定电路82将在上层图象中的一个象素设置到指定象素，并将指定象素的位置信息输出到分类代码读出电路83和预测分支录取电路84。在步骤S92中，分类代码读出电路83读出来自上层图象的指定象素的分类代码(在象素数据的LSB一边的低4位)，并将它输出到映象电路85。在步骤S93中，预测分支录取电路84从输入的上层图象录取包含在5×5象素预测分支(具有在中心的指定象素)中的象素的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)，并将它们输出到映象电路85。
在步骤S94中，映象电路85读出相应于从分类代码读出电路83输入的分类代码的预测系数设置，计算所读出的预测系数设置的每个预测系数和在预测分支(来自预测分支录取电路84)中的每个象素的象素值的线性组合，并将计算结果作为在下层图象中的象素值输出到下层图象存储器86。
在本实施例中，从在下层图象中的象素数目大于在上层图象中的象素数目的情况清楚地看到，对于在下层图象中的多个象素的每个象素值(相应于在上层图象中的每个指定象素)执行在步骤S94中的处理。换言之，对于每个下层图象的每个象素值使用预测系数设置。
在步骤S95中，指定象素确定电路82确定在上层图象中的所有象素是否都已经设置到指定象素。当确定尚未把所有象素设置到指定象素时，过程返回到步骤S91并重复接着的处理。当在步骤S95中确定已经把所有象素设置到指定象素时，将下层图象的象素值从下层图象存储器86输出到未示出的监视器。
图20是编码器1的工作流程图，以与上述编码处理(示于图2)不同的次序来完成。在首先执行预处理之后，进行分类代码选择处理，然后执行预测系数更新处理。
由于在图20所示的步骤S101到步骤S107的处理和在步骤S1、S6、S5、S2、S3、S4和S7中的处理相同，因此省略了对它们的说明。
以图20所示的流程图的次序执行处理，响应于来自更新计数计数器11的控制信号，选择器5(示于图1)必须把从上层图象存储器3输入的上层图象顺序地输出到分类代码选择电路8、预测系数更新电路7、局部解码电路9和会聚确定电路10、以及象素值更新电路6。
图21示出仿真的结果，其中计算下层图象对于原始图象的s/n比，所述下层图象是从同一个原始图象产生的多个上层图象再现的。垂直轴表示s/n比，而水平轴表示执行一系列的编码处理的次数(更新计数)。
在图21中，曲线A表示下层图象的s/n比，所述下层图象是从根据图20的流程图产生的上层图象再现的。曲线B表示下层图象的s/n比，所述下层图象是从根据图2的流程图产生的上层图象再现的。曲线C表示下层图象的s/n比，所述下层图象是从根据图20的流程图，但没有执行在步骤S4中的象素值更新处理而产生的上层图象再现的。曲线D表示下层图象的s/n比，所述下层图象是从根据事先建议的方法(在未审查日本专利申请Hei-8-206552号中揭示的)而产生的上层图象再现的。
从曲线A可以清楚地看到，根据图20所示的流程图产生的上层图象而再现的下层图象比其它曲线具有较高的s/n比，特别是在更新计数小的阶段。这意味着根据在图20中的流程图，可以在短的处理时间内产生上层图象，而所述上层图象允许待再现的下层图象具有所要求的s/n比。
下面将参考图22说明象素值更新电路6的第2个示例结构。在该示例结构中，示于图8的更合适象素值确定电路22和焦点象素确定电路23由更合适区域构成电路91和焦点区域确定电路92代替。其中，更合适象素值确定电路22仅使一个焦点象素的象素值构成得更合适，在同时，更合适值构成电路91使包含在焦点区域中的多个象素的象素值构成得更合适。
焦点区域确定电路92顺序地把在上层图象中的每个具有预定大小(诸如7×7象素区域)的区域设置到焦点区域，并将相应的位置信息输出到更合适区域构成电路91。在焦点区域确定电路92把在上层图象中的所有象素设置到焦点象素之后，焦点区域确定电路91输出控制信号以接通开关24。
图23示出更合适区域构成电路91的详细的示例结构。指定象素确定电路101顺序地把在焦点区域中的象素指派给指定象素，并将相应的位置信息输出到分类代码读出电路102和预测分支录取电路103。当已经将在焦点区域中的所有象素指派给指定象素时，指定象素确定电路101还输出控制信号以接通开关106。
分类代码读出电路102读出来自上层图象存储器3的指定象素的分类代码(在象素数据的LSB一边的低4位)，并将它输出到误差函数产生电路104。预测分支录取电路103录取来自上层图象存储器3的5×5象素形成的预测分支(具有在中心的指定象素)，并将它们输出到误差函数产生电路104。
误差函数产生电路104产生相应于指定象素的误差函数(以后将对它作详细的说明)，并将它输出到有影响误差函数矩阵寄存器105。有影响误差函数矩阵寄存器105使用在焦点区域中相应于指定象素的误差函数以产生有影响误差函数矩阵，并通过开关106将它输出到焦点区域象素值计算电路107。
焦点区域象素值计算电路107对通过开关106的有影响误差函数矩阵求解以得到在焦点区域(将在以后作详细的说明)中的象素的象素值。
下面将参考在图24中的流程图说明象素值更新电路6的第2示例结构的工作。在象素值更新处理中，固定置于焦点区域外面的象素的象素值，而使焦点区域内的象素的象素值构成得更合适。当从选择器5输入的上层图象存储在在象素值更新电路6中的上层图象存储器21中时，开始象素值更新处理。
在步骤S111中，焦点区域确定电路92将在上层图象中的7×7象素区域设置到焦点区域，并将其位置信息输出到更合适区域构成电路91。在步骤S112中，更合适区域构成电路91的指定象素确定电路101将在焦点区域中的一个象素设置到指定象素，并将其位置信息输出到分类代码读出电路102和预测分支录取电路103。
在步骤S113中，分类代码读出电路102读出指定象素的分类代码(在象素数据的LSB一边的低4位)，并将它输出到误差函数产生电路104。预测分支录取电路103录取5×5象素的预测分支(具有在中心的指定象素)，并将它们输出到误差函数产生电路104。
在步骤S114中，误差函数产生电路104产生相应于指定象素的误差函数，并将它输出到有影响误差函数矩阵寄存器105。
在步骤S115中，指定象素确定电路101确定在焦点区域中的所有象素是否都已经设置到指定象素。当确定尚未将所有象素设置到指定象素时，过程返回步骤S112，并重复接着的处理。当在步骤S115中确定已经将在焦点区域中的所有象素都设置到指定象素，过程就进行到步骤S116。
在步骤S116中，指定象素确定电路101输出控制信号以接通开关106。有影响误差函数矩阵寄存器105从相应于指定象素的输入误差函数产生有影响误差函数矩阵，并通过开关106将它输出到焦点区域象素值计算电路107。
下面将说明焦点区域、预测分支、误差函数和有影响误差函数矩阵。由7×7，49个象素形成焦点区域，如图25A所示。假定称排列在左上角的象素为象素“1”而将排列在第“j”位置的象素“j”设置到指定象素，由5×5，25个象素形成对于指定象素“j”的预测分支(分支j)。因此，在图25A中，“s”等于49，在图25B中，“t”等于25。
由焦点区域(区域)和对于指定象素“j”的预测分支(分支j)产生3种类型的区域(A1j到A3j)。区域A1j是在预测分支(分支j)里面但在焦点区域(区域)外面的一个区域，区域A2j是在预测分支(分支j)外面但在焦点区域(区域)里面的一个区域，区域A3j是在预测分支(分支j)和焦点区域(区域)两者里面的一个区域。在下层图象中的象素值(预测值)y′j(相应于在上层图象中的指定象素“j”)可以由下列表达式(5)来表示。在下面的说明中，上标(诸如y′j中的“j”)表示在焦点区域中的数，下标(诸如wt中的“t”)表示在预测分支中的数。y′j=w1j·x1j+w2j·x2j+···+wtj·xtj]]>=Σp=1twpj·xpj----(5)]]>=Σh∈λ1jwhj·xhj+Σm∈λ3jwmj·xmj]]>在上述表达式中，xpj表示在对于指定象素“j”的预测分支(分支j)中第p个象素的象素值，而wpj表示施加到系数矢量xpj上相应于指定象素“j”的分类代码的一个系数。由于在上层图象中的一个指定象素实际上相应于在下层图象中的9个象素，就建立了和表达式(5)相似的8个表达式。
当将相应于预测值y′j的真值(原始图象的象素值)称为yj时，由下列表达式(6)表示误差ej。ej=yj-y′j=(yj-Σh∈λ1jwhj·xhj)-Σm∈λ3jwmj·xmj]]>=y′′j-Σm∈λ3jwmj·xmj=y′′j-Σn=1sw′nj·x′nj----(6)]]>其中，y′′j=yj-Σh∈λ1jwhj·xhj]]>
在前面的表达式中，n′表示在预测分支(分支j)中的数，它是从在焦点区域(区域)中的数“n”转换成的。由于不更新排列在区域A1j中的象素的象素值，y”j是固定值。因此，为了得到相应于指定象素的平方误差，形成和表达式(6)相似类型的8个表达式并对它们平方和彼此相加。将所得到的结果称为误差函数Ek。
将相应于在焦点区域(区域)中的所有象素的误差函数Ek彼此相加以形成有影响误差函数Earea。Earea=Σk=1sEk----(8)]]>如上所述，Ek是9(ek)2的总和。为了简单起见，将Ek设置为(ek)2。
接着将通过最小平方法得到构成有影响误差函数Earea的象素值x1到xs，其中将相应于在焦点区域(区域)中的数“n”的象素的象素值设置为xi。
首先，得到对于在表达式(8)中所示的象素值xi的偏微分系数(示于下列表达式(9))，然后确定象素值xi致使系数成为零。∂Earea∂xi=Σk=1s2(∂ek∂xi)ek=Σk=1s2·w′ni·ek----(9)]]>根据表达式(7)，由下面所示的表达式(10)确定Wji和Yi。wji=Σk=1sw′jk·w′jk]]>Yi=Σk=1sw′jk·y′′k---(10)]]>将表达式(9)的值设置为0得到下列行列式。
由于在表达式(10)中所示的Wji和Yi相应于9个象素中的每一个，将行列式相加以形成有影响误差函数矩阵。
回到示于图24中的步骤S117，焦点区域象素值计算电路107对输入的有影响误差函数矩阵施加诸如扫描方法等通常的矩阵求解方法，以计算象素值x1到xs，并将它们输出到上层图象存储器21。上层图象存储器21通过使用输入象素值x1到xs更新所存储的值。
在步骤S118中，焦点区域确定电路92确定是否已经把在上层图象中的所有象素包括在焦点区域中。当确定尚未把所有象素包括在焦点区域中时，过程返回到步骤S111，并重复接着的处理。
当在步骤S118中确定已经把在上层图象中的所有象素包括在焦点区域中时，焦点区域确定电路92输出控制信号以接通开关24。接通了开关24，将存储在上层图象存储器21中的，已经把其中的象素值构成得更合适的上层图象输出到上层图象存储器3。
如上所述，当在区域的单元中执行处理时，得到具有较高s/n比的图象。
图26示出根据本发明的编码器的第2示例结构。在该编码器111中，在图1所示的编码器中的会聚确定电路10的后面一级提供预测系数扩展电路112。预测系数扩展电路112将从会聚确定电路10输出的相应于4位(16-类)分类代码的预测系数表修改成相应于5位(32-类)扩展分类代码的预测系数表。
下面将参考图27说明预测系数扩展电路112的详细的示例结构。在预测系数扩展电路112中，将从会聚确定电路10输入的上层图象送到预测分支录取电路122、分类代码读出电路123和空间分类代码确定电路124。指定象素确定电路121将在上层图象中的象素顺序地设置到指定象素，并将相应的位置信息送到预测分支录取电路122、分类代码读出电路123和空间分类代码确定电路124。
预测分支录取电路122录取5×5象素预测分支(具有在中心的指定象素)的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)，并将它们输出到正常等式产生电路126。分类代码读出电路123读出指定象素的分类代码(象素数据的LSB一边的低4位)，并将它输出到空间分类代码确定电路124。
空间分类代码确定电路124确定指定象素的信息空间分类代码。具体地，如图28所示，指定象素的象素值和在其附近的象素(例如，邻近指定象素的左边)进行比较。当指定象素的象素值较大时，将空间分类代码(有1位)设置为0。当邻近象素的象素值较大时，将空间分类代码设置为1。此外，空间分类代码确定电路124将空间分类代码加到从分类代码读出电路123输入的4位分类代码在MSB的一边，以形成扩展分类代码(有5位)，并将它输出到正常等式产生电路126。
在空间分类代码中的位数不局限于1位，可以是大于1位。可以由1位ADRC处理、微分值或差值来代替上述方法而确定空间分类代码。
主数据录取电路125从原始图象录取主数据(通过使用预测分支产生的下层图象的真象素值)，并输出到正常等式产生电路126。对于指定象素的每个扩展分类代码，正常等式产生电路126产生正常等式，并将它输出到预测系数计算电路127，所述正常等式由主数据和预测分支的象素值两个已知值和作为变量的预测系数构成。
预测系数计算电路127对输入的正常等式应用最小平方法，以得到相应于32一类(5位)扩展分类代码的预测系数，并把它输出到后面的级。如果由于取样数太小而不能对来自正常等式产生电路126的正常等式求解，则预测系数计算电路127输出相应于来自预测系数存储器4的16一类(4位)分类代码的预测系数表。
下面将参考图29中的流程图说明预测系数扩展电路112的工作。当会聚确定电路10输出更合适上层图象时，就开始预测系数扩展处理。
在步骤S121中，指定象素确定电路121将在上层图象中的一个象素设置到指定象素，并将其上的位置信息输出到预测分支录取电路122、分类代码读出电路123和空间分类代码确定电路124。
在步骤S122中，分类代码读出电路123读出指定象素的象素值分类代码(象素数据的LSB一边的低4位)，并将它输出到空间分类代码确定电路124。在步骤S123中，空间分类代码确定电路124对指定象素的象素值和在其附近的象素进行比较。当指定象素的象素值较大时，将空间分类代码(有1位)设置为0。当邻近象素的象素值较大时，将空间分类代码设置为1。空间分类代码确定电路124将空间分类代码加到从分类代码读出电路123输入的4位分类代码在MSB的一边，以产生扩展分类代码(有5位)，并将它输出到正常等式产生电路126。
在步骤S124中，预测分支录取电路122录取5×5象素预测分支(有在中心的指定象素)的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)，并将它们输出到正常等式产生电路126。
在步骤S125中，对于指定象素的每个扩展分类代码，正常等式产生电路126产生正常等式，并将它输出到预测系数计算电路127，所述正常等式由主数据和预测分支的象素值两个已知值和作为变量的预测系数构成。
在步骤S126中，指定象素确定电路121确定在上层图象中的所有象素是否都已经设置到指定象素。当确定尚未把所有象素设置到指定象素时，过程返回到步骤S121并重复接着的处理。当在步骤S126中确定已经把所有象素设置到指定象素时，过程进行到步骤S127。
在步骤S127中，预测系数计算电路127对由正常等式产生电路126在步骤S125中产生的的正常等式应用最小平方法，以得到相应于32一类(5位)扩展分类代码的预测系数设置，并把所得到的预测系数设置(预测系数表)输出到后面的级。
如上所述，预测系数扩展电路112使预测系数设置和扩展分类代码相关，但是并不把扩展分类代码写入在指定象素的象素数据的LSB一边的低5位。因为指定象素的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)不改变，所以在从上层图象产生的下层图象中并没有损失分层。
图30示出解码器(用于产生下层图象)的示例结构，所述解码器用于使由图26所示的编码器111产生的上层图象再现为原始图象。
将空间分类代码确定电路132增加到图18所示的解码器81以组成解码器131。空间分类代码确定电路132接收来自解码器1的上层图象，来自指定象素确定电路82的指定象素的位置信息，和来自分类代码读出电路83的分类代码(在指定象素的象素数据的LSB一边的低4位)。
空间分类代码确定电路132对指定象素的象素值和在其附近的象素(在该情况下，在其左边)进行比较。当指定象素的象素值较大时，将空间分类代码(有1位)设置为0。当邻近象素的象素值较大时，将空间分类代码设置为1。空间分类代码确定电路132还将空间分类代码加到从分类代码读出电路83输入的4位分类代码在MSB的一边，以产生扩展分类代码(有5位)，并将它输出到映象电路85。由于除空间分类代码确定电路132之外的其它电路和图18所示的电路相同，因此，省略对它们的说明。
下面将参考示于图31中的流程图说明解码器131的工作。例如，在将从编码器111输出的预测系数表送到映象电路85之后，就将该解码处理以帧为单位顺序地输入而施加到上层图象。
在步骤S131中，指定象素确定电路82将在上层图象中的一个象素设置到指定象素，并将其位置信息输出到分类代码读出电路83、预测分支录取电路84和空间分类代码确定电路132。在步骤S132中，分类代码读出电路83读出指定象素的分类代码(在象素数据的LSB一边的低4位)，并将它输出到空间分类代码确定电路132。
在步骤S133中，空间分类代码确定电路132对指定象素的象素值和排列在其左边的象素进行比较。当指定象素的象素值较大时，将空间分类代码(有1位)设置为0。当邻近象素的象素值较大时，将空间分类代码设置为1。空间分类代码确定电路132还将空间分类代码加到从分类代码读出电路83输入的4位分类代码在MSB的一边，以产生扩展分类代码(有5位)，并将它输出到映象电路85。
在步骤S134中，预测分支录取电路84从输入上层图象录取5×5象素预测分支(具有在中心的指定象素)的象素值(在象素数据的MSB一边的高4位)，并将它们输出到映象电路85。
在步骤135中，映象电路85从预测系数表读出相应于从空间分类代码确定电路132输入的扩展分类代码的预测系数设置，计算所读出的预测系数设置的每个预测系数和预测分支的每个象素的象素值的线性组合，并将计算结果作为下层图象的象素值输出到下层图象存储器86。
在步骤S136中，指定象素确定电路82确定在上层图象中的所有象素是否都已经设置到指定象素。重复进行从步骤S131到步骤S136的处理，直到确定已经把所有象素设置到指定象素。在步骤S136中确定已经把所有象素设置到指定象素时，在步骤S137中，将下层图象的象素值以帧为单位从下层图象存储器86输出到未示出的监视器。
图32示出仿真的结果，在其中计算了下层图象的s/n比，所述下层图象是从图26所示的编码器111产生的上层图象通过图30所示的解码器再现的。从图上看来很清楚，在通过重复地更新分类代码(在LSB一边的低4位)使s/n比已经会聚之后(在更新计数为20处)，在更新计数为21处，通过使预测系数设置相关于32一类(5位)扩展分类代码，s/n比进一步增加。
在本实施例中，象素数据有8位，将在MSB一边的高4位设置为象素值而将在LSB一边的低4位设置为分类代码。可以改变如上指派的位数。也可以将在MSB一边的位指派为分类代码而将在LSB一边的位指派为象素值。另一方面，可以将象素值和分类代码分开存储。
分类分支、预测分支和更新象素值的区域的形状不局限于上面所述的那些。它们可以是园的或不连续的形状。另一方面，它们可以是对称的形状或不对称的形状。
在本发明中，把原始图象转换成比原始图象具有较少象素数的图象，并从该图象再现原始图象。可以在一种情况下应用本发明，在该情况中，把原始图象转换成与原始图象具有相同象素数的图象，但该图象的每一个象素的信息量(例如，5位)比原始图象的每一个象素的信息量(例如，8位)较低，从该图象也能再现原始图象。
在这种情况下，用减少在原始图象中的每个象素的位数的处理来产生上层图象，而不是用减少在原始图象中的象素数。例如，可以设置上层图象致使它和下层图象具有相同的象素数并且每个象素数据是5位长而不是8位长，将3位指派给象素值和2位指派给分类代码。在局部解码中，在上层图象中的位数必须增加到和在原始图象中的位数相同。
在上述的每个实施例中，由硬件执行处理。也可以通过软件完成。
下面将说明由软件来执行一系列的处理的编码设备。
图33是，例如，计算机组成的信息处理设备。当将用于上述每个实施例的，执行每个流程图(例如，示于图2、3和4中)所示的工作的软件程序安装在信息处理设备中时，它就作为根据本发明的编码设备。
下面将说明图33所示的信息处理设备。在信息处理设备中，中央处理单元(CPU)511通过总线515连接到输入和输出接口516。当用户在由键盘和鼠标组成的输入部分输入指令时，CPU 511通过输入和输出接口接收该指令，将存储在记录媒体(诸如只读存储器(ROM)512、硬盘514、或磁盘531、光盘、磁光盘533、或安装到驱动520的半导体存储器534)中的根据本发明的软件程序装载到随机存取存储器(RAM)513，并执行该软件程序。然后，例如，按要求，CPU 511通过输入和输出接口516将处理结果输出到由液晶显示器(LCD)组成的显示器部分517。可以事先把程序存储在硬盘514或ROM 512中，从而程序和信息处理设备一起作为一个单元提供给用户。也可以将程序作为诸如磁盘513、光盘532、磁光盘533或半导体存储器534等包媒体提供给用户，或可以从卫星或网络通过通信部分519发送到硬盘514。
在上述实施例的每一个中，对图象信号进行编码。本发明不局限于这种情况。本发明也可以应用于音频信号。
在本发明的范围内，可以考虑各种修改和应用。因此，本发明的范围不局限于上述实施例。
权利要求
1.一种图象信号转换设备，用于将原始图象信号转换成比原始图象信号具有较小信息量的输出图象信号，其特征在于，所述设备包括中间图象信号产生装置，用于从原始图象信号产生与输出图象信号具有相同信息量的中间图象信号；中间图象存储装置，用于存储中间图象信号的每个象素的象素值，所述象素值连系到每个分类代码；预测系数存储装置，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新装置，用于根据中间图象信号、连系到中间图象信号中指定象素的分类代码以及原始图象信号，产生连系到分类代码的更合适预测系数，以及用于更新存储在所述预测系数存储装置中的、连系到每个分类代码的预测系数；分类代码更新装置，用于根据中间图象信号、连系到分类代码进而连系到中间图象信号中指定象素之象素值的预测系数，以及原始图象信号，选择一个连系到中间图象信号中指定象素的更合适分类代码；以及用于更新存储在所述中间图象存储装置中的、连系到中间图象信号中指定象素之象素值的分类代码；以及确定装置，用于当满足预定条件时，将中间图象信号确定为输出图象信号。
2.如权利要求1所述的图象信号转换设备，其特征在于，所述预测系数更新装置和所述分类代码更新装置分别重复地更新预测系数和分类代码，直到所述确定装置确定满足预定条件。
3.如权利要求2所述的图象信号转换设备，其特征在于，进一步包括预测图象产生装置，用于根据存储在所述中间图象存储装置中的、中间图象信号的每个象素值，以及存储在所述预测系数存储装置中的、连系到分类代码进而连系到每个象素值的预测系数，对于具有与原始图象信号相同信息量的预测图象信号产生一个或多个象素值，其中，所述确定装置将基于中间图象信号和原始图象信号之比较结果的条件用作所述预定条件。
4.如权利要求3所述的图象信号转换设备，其特征在于，当将中间图象信号和原始图象信号之间的误差作为比较结果时，并且当比较结果等于或小于一个门限值时，所述确定装置确定满足预定条件。
5.如权利要求2所述的图象信号转换设备，其特征在于，当预测系数和分类代码的更新次数达到一个门限值时，所述确定装置确定满足预定条件。
6.如权利要求2所述的图象信号转换设备，其特征在于，进一步包括初始预测系数产生装置，用于根据原始图象信号和中间图象信号产生初始预测系数，并用于将初始预测系数存储在所述预测系数存储装置中。
7.如权利要求1所述的图象信号转换设备，其特征在于，进一步包括扩展分类代码产生装置，用于根据所选择的象素的象素值，根据在中间图象信号中的指定象素以及由所述分类代码更新装置更新的分类代码，产生扩展分类代码；以及扩展预测系数产生装置，用于产生连系到扩展分类代码的扩展预测系数。
8.如权利要求1所述的图象信号转换设备，其特征在于，所述输出图象信号具有比原始图象信号较少的象素数。
9.如权利要求1所述的图象信号转换设备，其特征在于，所述中间图象存储装置存储象素数据，对于中间图象信号中的每个象素，所述象素数据包含一个象素值和一个分类代码。
10.如权利要求1所述的图象信号转换设备，其特征在于，进一步包括输出装置，用于输出输出图象信号和存储在所述预测系数存储装置中的预测系数。
11.如权利要求1所述的图象信号转换设备，其特征在于，进一步包括象素值更新装置，用于根据连系到分类代码进而系到根据中间图象信号中焦点象素选定的指定象素的预测系数、根据中间图象信号中焦点象素选定的至少一个指定象素，以及原始图象信号，产生中间图象信号中焦点象素的更合适象素值；以及用于更新在中间图象存储装置中存储的焦点象素的象素值。
12.一种图象信号转换设备，用于将原始图象信号转换成比原始图象信号具有较小信息量的输出图象信号，其特征在于，所述设备包括中间图象信号产生装置，用于从原始图象信号产生与输出图象信号具有相同信息量的中间图象信号；中间图象存储装置，用于存储中间图象信号的每个象素的象素值，所述象素值连系到每个分类代码；预测系数存储装置，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新装置，用于根据中间图象信号、连系到中间图象信号中指定象素的分类代码，以及原始图象信号，产生连系到分类代码的更合适预测系数，以及用于更新存储在所述预测系数存储装置中的、连系到每个分类代码的预测系数；象素值更新装置，用于根据连系到分类代码进而连系到根据中间图象信号中焦点象素选定的指定象素的预测系数、根据中间图象信号中焦点象素选定的至少一个指定象素，以及原始图象信号，产生在中间图象信号中的焦点象素的更合适象素值；以及用于更新在中间图象存储装置中存储的焦点象素的象素值；以及确定装置，用于当满足预定条件时，将中间图象信号确定为输出图象信号。
13.如权利要求12所述的图象信号转换设备，其特征在于，所述预测系数更新装置和所述分类代码更新装置分别重复地更新预测系数和分类代码，直到所述确定装置确定满足预定条件。
14.如权利要求13所述的图象信号转换设备，其特征在于，进一步包括预测图象产生装置，用于根据存储在所述中间图象存储装置中的、中间图象信号的每个象素值，以及存储在所述预测系数存储装置中的、连系到分类代码进而连系到每个象素值的预测系数，对于和原始图象信号具有相同信息量的预测图象信号产生一个或多个象素值，其中，所述确定装置将基于中间图象信号和原始图象信号之比较结果的条件用作所述预定条件。
15.如权利要求14所述的图象信号转换设备，其特征在于，当将中间图象信号和原始图象信号之间的误差作为比较结果时，以及当比较结果等于或小于一个门限值时，所述确定装置确定满足预定条件。
16.如权利要求13所述的图象信号转换设备，其特征在于，当预测系数和分类代码的更新次数达到一个门限值时，所述确定装置确定满足预定条件。
17.如权利要求13所述的图象信号转换设备，其特征在于，进一步包括初始预测系数产生装置，用于根据原始图象信号和中间图象信号产生初始预测系数，并用于将初始预测系数存储在所述预测系数存储装置中。
18.如权利要求12所述的图象信号转换设备，其特征在于，所述输出图象信号具有比原始图象信号少的象素数。
19.如权利要求12所述的图象信号转换设备，其特征在于，所述中间图象存储装置存储象素数据，对于中间图象信号中的每个象素，所述象素数据包含一个象素值和一个分类代码。
20.如权利要求12所述的图象信号转换设备，其特征在于，进一步包括输出装置，用于输出输出图象信号和存储在所述预测系数存储装置中的预测系数。
21.如权利要求12所述的图象信号转换设备，其特征在于，进一步包括分类代码更新装置，用于根据中间图象信号、连系到分类代码进而连系到中间图象信号中指定象素之象素值的预测系数、以及原始图象信号，选择连系到中间图象信号中指定象素的更合适分类代码；以及用于更新在中间图象存储装置中存储的、连系到中间图象信号中指定象素的象素值的分类代码。
22.如权利要求12所述的图象信号转换设备，其特征在于，所述象素值更新装置同时更新指定象素的象素值和焦点象素的象素值。
23.一种图象信号转换方法，用于将原始图象信号转换成比原始图象信号具有较小信息量的输出图象信号，其特征在于，所述方法包括以下步骤中间图象信号产生步骤，用于从原始图象信号产生与输出图象信号具有相同信息量的中间图象信号；中间图象存储步骤，用于存储中间图象信号的每个象素的象素值，所述象素值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，用于根据中间图象信号、连系到中间图象信号中指定象素的分类代码，以及原始图象信号，产生连系到分类代码的更合适预测系数，以及用于更新在所述预测系数存储步骤中存储的、连系到每个分类代码的预测系数；分类代码更新步骤，用于根据中间图象信号、连系到分类代码进而连系到中间图象信号中指定象素之象素值的预测系数，以及原始图象信号，选择一个连系到中间图象信号中指定象素的更合适分类代码；以及用于更新在所述中间图象存储步骤中存储的、连系到中间图象信号中指定象素的象素值的分类代码；以及确定步骤，当满足预定条件时，用于将中间图象信号确定为输出图象信号。
24.如权利要求23所述的图象信号转换方法，其特征在于，重复执行所述预测系数更新步骤和所述分类代码更新步骤分别，直到在所述确定步骤中确定满足预定条件。
25.如权利要求24所述的图象信号转换方法，其特征在于，进一步包括预测图象产生步骤，用于根据在所述中间图象存储步骤中存储的、中间图象信号的每个象素值，以及在所述预测系数存储步骤中存储的、连系到分类代码进而连系到每个象素值的预测系数，对于和原始图象信号具有相同信息量的预测图象信号产生一个或多个象素值，其中，在所述确定步骤中将基于中间图象信号和原始图象信号之比较结果的条件作为预定条件。
26.如权利要求25所述的图象信号转换方法，其特征在于，当将中间图象信号和原始图象信号之间的误差作为比较结果时，以及当比较结果等于或小于一个门限值时，在所述确定步骤中确定满足预定条件。
27.如权利要求24所述的图象信号转换方法，其特征在于，当预测系数和分类代码的更新次数达到一个门限值时，在所述确定步骤中确定满足预定条件。
28.如权利要求24所述的图象信号转换方法，其特征在于，进一步包括初始预测系数产生步骤，用于根据原始图象信号和中间图象信号产生初始预测系数，并且用于在所述预测系数存储步骤中存储初始预测系数。
29.如权利要求23所述的图象信号转换方法，其特征在于，所述输出图象信号具有比原始图象信号少的象素数。
30.如权利要求23所述的图象信号转换方法，其特征在于，进一步包括输出步骤，用于输出输出图象信号和预测系数。
31.如权利要求23所述的图象信号转换方法，其特征在于，进一步包括象素值更新步骤，用于根据连系到分类代码进而连系到根据中间图象信号中焦点象素选定的指定象素的预测系数、根据中间图象信号中焦点象素选定的至少一个指定象素，以及原始图象信号，产生中间图象信号中焦点象素的更合适象素值；以及用于更新在中间图象存储步骤中存储的焦点象素的象素值。
32.如权利要求31所述的图象信号转换方法，其特征在于，在所述象素值更新步骤中，同时更新指定象素的象素值和焦点象素的象素值。
33.一种图象信号转换方法，用于将原始图象信号转换成比原始图象信号具有较小信息量的输出图象信号，其特征在于，所述方法包括以下步骤中间图象信号产生步骤，用于从原始图象信号产生与输出图象信号具有相同信息量的中间图象信号；中间图象存储步骤，用于存储中间图象信号的每个象素的象素值，所述象素值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，用于根据中间图象信号、连系到中间图象信号中指定象素的分类代码，以及原始图象信号，产生连系到分类代码的更合适预测系数，以及用于更新在所述预测系数存储步骤中存储的、连系到每个分类代码的预测系数；象素值更新步骤，用于根据连系到分类代码进而连系到根据中间图象信号中焦点象素选定的指定象素的预测系数、根据中间图象信号中焦点象素选定的至少一个指定象素，以及原始图象信号，产生中间图象信号中焦点象素的更合适象素值；以及用于更新在中间图象存储步骤中存储的焦点象素的象素值；以及确定步骤，当满足预定条件时，用于将中间图象信号确定为输出图象信号。
34.如权利要求33所述的图象信号转换方法，其特征在于，重复地执行所述预测系数更新步骤和所述象素值更新步骤，直到在所述确定步骤中确定满足预定条件。
35.如权利要求34所述的图象信号转换方法，其特征在于，进一步包括预测图象产生步骤，用于根据在所述中间图象存储步骤中存储的、中间图象信号的每个象素值，以及在所述预测系数存储步骤中存储的、连系到分类代码进而连系到每个象素值的预测系数，对于和原始图象信号具有相同信息量的预测图象信号产生一个或多个象素值，其中，在所述确定步骤中，将基于中间图象信号和原始图象信号之比较结果的条件作为所述预定条件。
36.如权利要求35所述的图象信号转换方法，其特征在于，当将中间图象信号和原始图象信号之间的误差作为比较结果时，以及当比较结果等于或小于一个门限值时，在所述确定步骤中确定满足预定条件。
37.如权利要求34所述的图象信号转换方法，其特征在于，当预测系数和象素值的更新次数达到一个门限值时，在所述确定步骤中确定满足预定条件。
38.如权利要求34所述的图象信号转换方法，其特征在于，进一步包括初始预测系数产生步骤，用于根据原始图象信号和中间图象信号产生初始预测系数，并且用于在所述预测系数存储步骤中存储初始预测系数。
39.如权利要求33所述的图象信号转换方法，其特征在于，进一步包括输出步骤，用于输出输出图象信号和预测系数。
40.如权利要求33所述的图象信号转换方法，其特征在于，进一步包括分类代码更新步骤，用于根据中间图象信号、连系到分类代码进而连系到中间图象信号中指定象素之象素值的预测系数、以及原始图象信号，选择一个连系到中间图象信号中指定象素的更合适分类代码；以及用于更新在所述中间图象存储步骤中存储的、连系到中间图象信号中指定象素之象素值的分类代码。
41.一种用于存储计算机控制程序的记录媒体，所述程序用于将原始图象信号转换成比原始图象信号具有较小信息量的输出图象信号，其特征在于，所述程序包括中间图象信号产生步骤，用于从原始图象信号产生与输出图象信号具有相同信息量的中间图象信号；中间图象存储步骤，用于存储中间图象信号的每个象素的象素值，所述象素值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，用于根据中间图象信号、连系到中间图象信号中指定象素的分类代码，以及原始图象信号，产生连系到分类代码的更合适预测系数，以及用于更新在所述预测系数存储步骤中存储的、连系到每个分类代码的预测系数；分类代码更新步骤，用于根据中间图象信号、连系到分类代码进而连系到中间图象信号中指定象素之象素值的预测系数、以及原始图象信号，选择一个连系到中间图象信号中指定象素的更合适分类代码；以及用于更新在所述中间图象存储步骤中存储的、连系到中间图象信号中指定象素之象素值的分类代码；以及确定步骤，用于当满足预定条件时，用于将中间图象信号确定为输出图象信号。
42.一种用于存储计算机控制程序的记录媒体，所述程序用于将原始图象信号转换成比原始图象信号具有较小信息量的输出图象信号，其特征在于，所述程序包括中间图象信号产生步骤，用于从原始图象信号产生与输出图象信号具有相同信息量的中间图象信号；中间图象存储步骤，用于存储中间图象信号的每个象素的象素值，所述象素值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，用于根据中间图象信号、连系到中间图象信号中指定象素的分类代码，以及原始图象信号，产生连系到分类代码的更合适预测系数，以及用于更新在所述预测系数存储步骤中存储的、连系到每个分类代码的预测系数；象素值更新步骤，用于根据连系到分类代码进而连系到根据中间图象信号中焦点象素选定的指定象素的预测系数、根据中间图象信号中焦点象素选定的至少一个指定象素，以及原始图象信号，产生中间图象信号中焦点象素的更合适象素值；以及用于更新在中间图象存储步骤中存储的焦点象素的象素值；以及确定步骤，当满足预定条件时，用于将中间图象信号确定为输出图象信号。
43.一种信息信号转换设备，用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，其特征在于，所述设备包括中间信息信号产生装置，用于从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储装置，用于存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储装置，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新装置，用于根据中间信息信号、连系到中间信息信号的指定取样的分类代码，以及原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适预测系数，以及用于更新存储在所述预测系数存储装置中的、连系到每个分类代码的预测系数；分类代码更新装置，用于根据中间信息信号、连系到分类代码进而连系到中间信息信号中指定取样之取样值的预测系数，以及原始信息信号，选择一个连系到中间信息信号中指定取样的更合适分类代码；以及用于更新存储在所述中间信息存储装置中的，连系到中间信息信号中指定取样之取样值的分类代码；以及确定装置，用于当满足预定条件时，将中间信息信号确定为输出信息信号。
44.一种信息信号转换设备，用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，其特征在于，所述设备包括中间信息信号产生装置，用于从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储装置，用于存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储装置，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新装置，用于根据中间信息信号、连系到中间信息信号中指定取样的分类代码，以及原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适预测系数，以及用于更新存储在所述预测系数存储装置中的、连系到每个分类代码的预测系数；取样值更新装置，用于根据连系到分类代码进而连系到根据中间信息信号中焦点取样选定的指定取样的预测系数、根据中间信息信号中焦点取样选定的至少一个指定取样，以及原始信息信号，产生中间信息信号中焦点取样的更合适取样值；以及用于更新在中间信息存储装置中存储的焦点取样的取样值；以及确定装置，用于当满足预定条件时，将中间信息信号确定为输出信息信号。
45.一种信息信号转换方法，用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，其特征在于，所述方法包括以下步骤中间信息信号产生步骤，用于从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储步骤，用于存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，用于根据中间信息信号、连系到中间信息信号中指定取样的分类代码，以及原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适预测系数，以及用于更新在所述预测系数存储步骤中存储的、连系到每个分类代码的预测系数；分类代码更新步骤，用于根据中间信息信号、连系到分类代码进而连系到中间信息信号中指定取样之取样值的预测系数，以及原始信息信号，选择一个连系到中间信息信号中指定取样的更合适分类代码；以及用于更新在所述中间信息存储步骤中存储的、连系到中间信息信号中指定取样之取样值的分类代码；以及确定步骤，用于当满足预定条件时，将中间信息信号确定为输出信息信号。
46.一种信息信号转换方法，用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，其特征在于，所述方法包括中间信息信号产生步骤，用于从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储步骤，用于存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，用于根据中间信息信号、连系到中间信息信号中指定取样的分类代码，以及原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适预测系数，以及用于更新在所述预测系数存储步骤中存储的、连系到每个分类代码的预测系数；取样值更新步骤，用于根据连系到分类代码进而连系到根据中间信息信号中焦点取样选定的指定取样的预测系数、根据中间信息信号中焦点取样选定的至少一个指定取样，以及原始信息信号，产生中间信息信号中焦点取样的更合适取样值；以及用于更新在中间信息存储步骤中存储的焦点取样的取样值；以及确定步骤，用于当满足预定条件时，将中间信息信号确定为输出信息信号。
47.一种用于存储计算机控制程序的记录媒体，所述程序用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，其特征在于，所述程序包括中间信息信号产生步骤，用于从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储步骤，用于存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，用于根据中间信息信号、连系到中间信息信号中指定取样的分类代码，以及原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适预测系数，以及用于更新在所述预测系数存储步骤中存储的、连系到每个分类代码的预测系数；分类代码更新步骤，用于根据中间信息信号、连系到分类代码进而连系到中间信息信号中指定取样之取样值的预测系数，以及原始信息信号，选择一个连系到中间信息信号中指定取样的更合适分类代码；以及用于更新在所述中间信息存储步骤中存储的、连系到中间信息信号中指定取样的取样值的分类代码；以及确定步骤，当满足预定条件时，用于将中间信息信号确定为输出信息信号。
48.一种用于存储计算机控制程序的记录媒体，所述程序用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，其特征在于，所述程序包括中间信息信号产生步骤，用于从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储步骤，用于存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，用于根据中间信息信号、连系到中间信息信号中指定取样的分类代码，以及原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适预测系数，以及用于更新在所述预测系数存储步骤中存储的、连系到每个分类代码的预测系数；取样值更新步骤，用于根据连系到分类代码进而连系到根据中间信息信号中焦点取样选定的指定取样的预测系数、根据中间信息信号中焦点取样选定的至少一个指定取样，以及原始信息信号，产生中间信息信号中焦点取样的更合适取样值；以及用于更新在中间信息存储步骤中存储的焦点取样的取样值；以及确定步骤，当满足预定条件时，用于将中间信息信号确定为输出信息信号。
49.一种用于运载计算机控制程序的信号，所述程序用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，其特征在于，所述程序包括中间信息信号产生步骤，用于从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储步骤，用于存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，用于根据中间信息信号、连系到中间信息信号中指定取样的分类代码，以及原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适预测系数，以及用于更新在所述预测系数存储步骤中存储的、连系到每个分类代码的预测系数；分类代码更新步骤，用于根据中间信息信号、连系到分类代码进而连系到中间信息信号中指定取样之取样值的预测系数，以及原始信息信号，选择一个连系到中间信息信号中指定取样的更合适分类代码；以及用于更新在所述中间信息存储步骤中存储的、连系到中间信息信号中指定取样的取样值的分类代码；以及确定步骤，当满足预定条件时，用于将中间信息信号确定为输出信息信号。
50.一种用于运载计算机控制程序的信号，所述程序用于将原始信息信号转换成比原始信息信号具有较小信息量的输出信息信号，其特征在于，所述程序包括中间信息信号产生步骤，用于从原始信息信号产生与输出信息信号具有相同信息量的中间信息信号；中间信息存储步骤，用于存储中间信息信号的每个取样的取样值，所述取样值连系到每个分类代码；预测系数存储步骤，用于存储连系到每个分类代码的预测系数；预测系数更新步骤，用于根据中间信息信号、连系到中间信息信号中指定取样的分类代码，以及原始信息信号，产生连系到分类代码的更合适预测系数，以及用于更新在所述预测系数存储步骤中存储的、连系到每个分类代码的预测系数；取样值更新步骤，用于根据连系到分类代码进而连系到根据中间信息信号中焦点取样选定的指定取样的预测系数、根据中间信息信号中焦点取样选定的至少一个指定取样，以及原始信息信号，产生中间信息信号中焦点取样的更合适取样值；以及用于更新在中间信息存储步骤中存储的焦点取样的取样值；以及确定步骤，当满足预定条件时，用于将中间信息信号确定为输出信息信号。
全文摘要
在上层图象存储器中,通过使用从象素值更新的电路输入的4位象素值,更新存储到目前为止的上层图象的高4位,并且通过使用从分类代码选择电路输入的4位分类代码,更新上层图象的低4位。
文档编号H04N7/34GK1269673SQ0010482
公开日2000年10月11日 申请日期2000年3月24日 优先权日1999年3月25日
发明者近藤哲二郎, 藤原直树, 高桥健治, 小林直树 申请人:索尼株式会社